Reaktionsdynamik von Wasserstoff auf Silizium: eine Untersuchung mittels optischer Frequenzverdoppelung, Molekularstrahltechnik und Rastertunnelmikroskopie
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INHALTSVERZEICHNIS
ZUSAMMENFASSUNG III
1 EINLEITUNG 1
2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 5
2.1 STRUKTUR VON SILIZIUMOBERFLAECHEN .-R-. 5
2.1.1 GLATTE SILIZIUMOBERFLAECHEN. 5
2.1.2 GESTUFTE SI(001)-OBERFLAECHEN. 7
2.2 WASSERSTOFF AUF SILIZIUMOBERFLAECHEN. 9
2.3 VERWENDETE MESS-/EXPERIMENTIERTECHNIKEN. 15
2.3.1 OPTISCHE FREQUENZVERDOPPELUNG (SHG) AN OBERFLAECHEN . 15
2.3.2 RASTERTUNNELMIKROSKOPIE (STM). 18
2.3.3 MOLEKULARSTRAHLTECHNIK.23
3 EXPERIMENTELLES 27
3.1 DIE UHV-SYSTEME.27
3.1.1 MOLEKULARSTRAHLANLAGE.27
3.1.2 STM-APPARATUR.30
3.2 PROBEN- UND SPITZENPRAEPARATION.31
3.3 OPTISCHER AUFBAU.34
3.4 EIGENSCHAFTEN DES WASSERSTOFFSTRAHLS .35
3.4.1 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG.35
3.4.2 FLUSSBESTIMMUNG.38
3.5 HAFTKOEFFIZIENTEN .39
4 DISSOZIATIVE ADSORPTION AUF GLATTEN, SAUBEREN OBERFLAECHEN 41
4.1 EINFLUSS DER KINETISCHEN ENERGIE UND DER OBERFLAECHENTEMPERATUR AUF
DEN HAFTPROZESS.41
4.1.1 MOTIVATION.41
4.1.2 SHG-MESSUNGEN.42
4.1.3 ENERGIEABHAENGIGES HAFTEN VON H2 AUF SI(001) 43
4.1.4 DEUTERIUM AUF SI(001).54
4.1.5 WASSERSTOFF AUF SI(LLL).56
4.2 ADSORPTIONSPLAETZE UND REAKTIONSMECHANISMUS.60
4.2.1 STM-MESSUNGEN .60
V
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/961143789
VI
INHALTSVERZEICHNIS
4.3
4.4
4.5
4.2.2 DISKUSSION.
HAFTEN VIBRATORISCH ANGEREGTER MOLEKUELE
4.3.1 ZUSTANDSAUFGELOESTE HAFTFUNKTIONEN
4.3.2 DISKUSSION.
WINKELABHAENGIGE HAFTFUNKTIONEN .
4.4.1 SHG-MESSUNGEN.
4.4.2 WINKELVERTEILUNGEN.
4.4.3 DISKUSSION.
4.4.4 AUSBLICK.
ZUSAMMENFASSUNG.
66
68
68
72
75
75
77
80
82
84
5 WASSERSTOFF AUF GESTUFTEN SI(001)-OBERFLAECHEN 85
5.1 MOTIVATION/EINLEITUNG.85
5.2 ADSORPTIONSPLAETZE.87
5.2.1 STRUKTUR DER SAUBEREN OBERFLAECHE._&7
5.2.2 GERINGE BEDECKUNG.\.87
5.2.3 EINFLUSS HOEHERER BEDECKUNG AUF DAS ADSORPTIONSVERHALTEN . 91
5.2.4 REAKTIVITAET EINFACH-HOHER STUFEN.94
5.2.5 DIFFUSION VON STUFEN- AUF TERRASSENPLAETZE.96
5.3 DYNAMIK DER ADSORPTION AN DSS-STUFEN.97
5.3.1 SHG-MESSUNGEN.97
5.3.2 ENERGIEABHAENGIGES HAFTEN.99
5.4 DISKUSSION.100
6 DYNAMIK DER H
2-ADSORPTION AUF H-VORBEDECKTEM SI(001) 103
6.1 EINLEITUNG.103
6.2 BESTIMMUNG DER REAKTIONSKANAELE.105
6.2.1 SHG-MESSUNGEN.105
6.2.2 STM-AUFNAHMEN.108
6.3 DYNAMIK DER EINZELNEN REAKTIONSKANAELE.110
6.4 DISKUSSION.112
6.4.1 DIE REAKTIONSKANAELE.112
6.4.2 SYSTEMATIK UND MECHANISMUS DER REAKTION.114
6.4.3 DYNAMIK DER REAKTION.118/
7 LASERINDUZIERTE THERMISCHE DESORPTIONSEXPERIMENTE: DYNAMIK UND
KINETIK DER DESORPTION 121
7.1 MOTIVATION.121
7.2 VORUEBERLEGUNGEN .122
7.3 EXPERIMENTELLES.125
7.3.1 AUFBAU.125
7.3.2 PROBENPRAEPARATION.126
7.3.3 DESORPTIONSCHARAKTERISTIKA.127
7.4 ERGEBNISSE.128
7.4.1 REKOMBINATIVE DESORPTION VON BENACHBARTEN PLAETZEN.131
INHALTSVERZEICHNIS VII
7.4.2 EINZELNE UNGESAETTIGTE DANGLING BONDS.134
7.4.3 RESUEMEE.138
7.5 KONSEQUENZEN FUER DIE DESORPTIONSKINETIK.138
7.5.1 ENERGETISCHE VERHAELTNISSE.139
7.5.2 DESORPTIONSKINETIK.140
7.5.3 DISKUSSION . . . 1.142
A MONTE-CARLO-SIMULATIONEN 145
A.L ALLGEMEINES.145
A.2 ADSORPTIONSPROGRAMM.145
A. 3 DIFFUSIONSPROGRAMM.147
B BESTIMMUNG DER TENSORKOMPONENTEN VON XS
2) 149
B. L GEOMETRIE UND MESSUNGEN . ^.149
B.2 ERGEBNISSE .151
B.3 DISKUSSION.151
LITERATURVERZEICHNIS 154 |
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